Volvon vetolaitteen korkeus
-
mikkot
- Viestit: 6
- Liittynyt: 09 Syys 2004 10:46
- Paikkakunta: imatra
- Viesti:
-
Mile
- Viestit: 1181
- Liittynyt: 25 Helmi 2005 10:44
kavitaatiota
Kotona ollaan taas. Kiinassa tuli ihmeteltyä vaihteeksi paikallisten menopelejä ... parin avoimen veneen perälaudassa komeili toisessa 5 kpl 250 Johnssoneja ja toisessa saman kokoluokan Mercury-koneita saman verran. Kummassqakin pari konetta "hajalla" ilmeisesti AK47 kiinalaisversiolla särjettyinä ;-) siellä olivat tullin hallussa.
Mutta tosta kavitoinnista ja potkureista. Potkurin imupuolella (keulan puolella) on paineen tarkoituskin alentua, sillä tämä paine-ero lapojen imu- ja painepuolen välillä on se voima joka venettä työntää eteenpäin.
Veden kiehumispiste riippuu voimakkaasti ympäröivästä paineesta, ts. kun ympäröivä paine saavuttaa veden luontaisen höyrynpaineen ( riippuu lämpötilasta) alkaa vesi kiehua ( näin siis pelkästään painetta alentamalla). Vesi saadaan kiehumaan jopa +2 asteisena kun paine lähestyy nollaa. ( kaikkihan tietää ettei mitään alipainetta oikeasti ole, on vain painetta, ja paine-ero ).
Nyt sitten kun potkurin imupuolella paine riittävästi alenee alkaa vesi kiehumaan imupuolella synnyttäen ensi samanlaisia kuplia kuin kiuhumaan alkaessaan kattilan pohjalla. Tuo veden sisäisen kiehunnan eli kavitoinnin synty riippuu paitsi veden lämpötilasta , niin myös potkurin syväyksestä eli vallitsevasta hydrostaattisesta paineesta. Syväys vaikuttaa siten, että syvällä ei kavitoi vielä siinä missä pinnan tuntumassa jo kavitoi.
No kun se kavitointi kerran alkaa ( tapahtuu kaikilla potkurimalleilla kunhan annetaan riittävästi rundia) , ei siitä vielä heti ole mitään haittaa kulkemiselle, mutta sen sijaan potkurin kestävyydelle. Kuplintana tapahtuva kavitointi on siitä ikävä ilmiö, että koska se syntyy hyvin matalassa paineessa ja lämpötilassa, on kuplien kokoonpainuminen ( häviävät kun paine nousee) erittäin rajua synnyttäen potkurin pintaan paineiskun - tämä kuplien aukeaminen ja sitten lysähtäminen vastaa täysin lavan pinnan hiekkapuhallusta, on jopa rajumpaa. Kuplintana esiintyvä kavitaatio on siis potkuria pahasti kuluttavaa - tämä näkyy rakkuloina potkurin lavan etupinnassa.
Tätä voidaan välttää kahdella tavalla, joko kasvattamalla lapapintaa ( DAR = developed (disc) area ratio ) jolloin voiman jakaantuessa isommalle pinta-alalle jää myös imupuolen alipaine pienemmäksi eikä kavitointia tapahdu.
Toinen vaihtoehto on tässä keskustelussa mainittu superkavitoiva tai sitten tätä vähän vanhempaa perua oleva täyskavitoiva Newton-Rader tyyppinen potkuri. Näille molemmille on yhteistä että ne käyvät käytännössä imupuoli täysin kuivana - vesi kavitoi koko imupinnan alueella muodostaen yhden ison kuplan joka kattaa koko lavan pinnan. Näissä molemmissa painepuoli on kovera muodostaakseen maksimaalisen taakse työntävä vaikutuksen, ja imupuolella vallitsee siis veden höyrynpaine tuossa lämpötilassa. Tällä ei ole mitään tekemistä pintapotkurin tai ns. tuuletetun potkurin kanssa - niissä kun ei kavitointia tapahdu ollenkaan, vaan potkurin kuiva imupuoli synnytetään johtamalla potkurin etupuolelle joko ilmaa veden pinnan yläpuolelta ( pintapotkuri) tai johtamalla syvällä olevalle potkurille ilmaa tai vaikka pakokaasut erillistä putkea pitkin. Tätä taas tarvitaan jo mainitusta syystä että tämän tyyppisen potkurin pyörintävastus on sen verran suuri ettei kone jaksaisi sitä ilman tuuletusta pyörittää tarvittavalla nopeudella.
Vertailun vuoksi tuli kerran laskettua minkä kokeinen olisi Newton-Rader potkuri omaan paattiin ollut , kun ajatus oli isolohkovinkkelistä . Täyskavitoivan potkurin halkaisija olisi ollut vain 8.3" kun taas tavallisen potkurin halkaisijaksi olisi tullut 17" kun suunniteltu nopeus olisi ollut 48 kn . Mutta täyskavitoiva olisi tarvinnut lähes 4000 kierrosta tähän kun taas tavallinen vain reilut 2000.
Silloin kun täys- tai superkavitoivaa käytetään uppopotkurina tulee potkurin halkaisija hyvin pieneksi ja kierrosluku korkeaksi , tästä on suurilla nopeuksilla hyötyä koska tällöin voidaan käyttää halkaisijaltaan ohuempaa akselia ja matalampaa potkurin ripustusta , jolloin näiden aiheuttama vastus jää pienemmäksi , mutta huonoa on pienen potkurin huono hyötysuhde pienillä nopeuksilla.
Jos taas halutaan vastus minimoida, tulee potkurin akseli ja ripustukset saada pois vedestä kokonaan kuten esim. akselivetoisissa 3-pistehydroissa ( käytetään edelleen mm. varttimailin kiihdytysveneissä ja unlimeted luokan hydroissa rapakon takana) joissa vauhdissa on vedessä vain peräsinlapa ja yksi potkurin lapa kerrallaan . Tai sitten nykytyyliin nostamalla vetolaite tai perämoottori vedestä niin ylös että vedessä on käytännössä vain lapa kerrallaan. Näissä systeemeissä voidaan sitten käyttää normaalipotkurin kokoista tai jopa halkaisijaltaan isompaa koska kaikki lavat eivät ole vedessä samanaikaisesti aiheuttamassa pyörintävastusta, jolloin vastus ei kasva. Koska potkuri toimii tällöin imupuoli kuivana tuuletuksen takia, toimii tällöin parhaiten potkuri joka suunniteltu toimimaan imupuoli kuivana, esim. täyskavitoiva tai superkavitoivaksi suunniteltu. Noilla kahdella on erona lähinnä lavan profiili joka superkavitoivalla on kolmiomainen jättöreunastaan paksu, kun taas täyskavitoivassa käytetään ohutta lapaprofiilia joka on imupuoleltaan selvästi kupera. Molemmissa painepuoli kovera. Koveruutta lisätään kuppauksella joka kasvattaa samalla potkurin efektiivistä nousua.
Ns. pidon menetys ei ole kavitointia, vaan sitä että potkurin lapa osuu edellisen lavan synnyttämään tyhjään kuplaan, jolloin painepuoli ei saa "veistettäväkseen" vedestä uutta siivua vettä. Tämä ilmiö on pahimmillaan kun veneen nopeus ei ole riittävä tai sitten kurvatessa. Kun katsoo isoja off-shore kilpaveneitä niin tämän huomaa kun ne kiihdyttävä paikoiltaan , ne joutuvat usein pyrskäyttelemään useaan otteeseen että vene kiihtyisi tarvittavaan nopeuteen jossa potkurit vasta alkavat kunnolla pitää.
Eli superkavitoivia ja täyskavitoivia ja tuulettuja tai pintapotkureita tarvitaan vasta kun halutaan ajaa todella kovaa, hitaassa ajossa niistä on jo haittaa ( huono työntövoima ja hyötysuhde). Normaaleissa veneissä paras tulos saavutetaan hyvällä tavallisella potkurilla kun se on kunnolla vedessä, riittävällä lapapinnalla jolloin kavitointi voidaan mahdollisimman pitkälle välttää. Nykyiset potkurit kuitenkin toimivat hyvin vaikka konetta vähän nostettaisiinkin. Perämoottorilla on helppo kokeilemalla hakea paras asento - perävetolaitteella kannattaa keskustella osaavan myyjän tai maahantuojan kanssa.
Asiasta lisää:
David Gerr, The Propeller Handbook.
Peter DuCane: High Speed Small Craft
ja sitten alan tiiliskivijärkäleet.
Mutta tosta kavitoinnista ja potkureista. Potkurin imupuolella (keulan puolella) on paineen tarkoituskin alentua, sillä tämä paine-ero lapojen imu- ja painepuolen välillä on se voima joka venettä työntää eteenpäin.
Veden kiehumispiste riippuu voimakkaasti ympäröivästä paineesta, ts. kun ympäröivä paine saavuttaa veden luontaisen höyrynpaineen ( riippuu lämpötilasta) alkaa vesi kiehua ( näin siis pelkästään painetta alentamalla). Vesi saadaan kiehumaan jopa +2 asteisena kun paine lähestyy nollaa. ( kaikkihan tietää ettei mitään alipainetta oikeasti ole, on vain painetta, ja paine-ero ).
Nyt sitten kun potkurin imupuolella paine riittävästi alenee alkaa vesi kiehumaan imupuolella synnyttäen ensi samanlaisia kuplia kuin kiuhumaan alkaessaan kattilan pohjalla. Tuo veden sisäisen kiehunnan eli kavitoinnin synty riippuu paitsi veden lämpötilasta , niin myös potkurin syväyksestä eli vallitsevasta hydrostaattisesta paineesta. Syväys vaikuttaa siten, että syvällä ei kavitoi vielä siinä missä pinnan tuntumassa jo kavitoi.
No kun se kavitointi kerran alkaa ( tapahtuu kaikilla potkurimalleilla kunhan annetaan riittävästi rundia) , ei siitä vielä heti ole mitään haittaa kulkemiselle, mutta sen sijaan potkurin kestävyydelle. Kuplintana tapahtuva kavitointi on siitä ikävä ilmiö, että koska se syntyy hyvin matalassa paineessa ja lämpötilassa, on kuplien kokoonpainuminen ( häviävät kun paine nousee) erittäin rajua synnyttäen potkurin pintaan paineiskun - tämä kuplien aukeaminen ja sitten lysähtäminen vastaa täysin lavan pinnan hiekkapuhallusta, on jopa rajumpaa. Kuplintana esiintyvä kavitaatio on siis potkuria pahasti kuluttavaa - tämä näkyy rakkuloina potkurin lavan etupinnassa.
Tätä voidaan välttää kahdella tavalla, joko kasvattamalla lapapintaa ( DAR = developed (disc) area ratio ) jolloin voiman jakaantuessa isommalle pinta-alalle jää myös imupuolen alipaine pienemmäksi eikä kavitointia tapahdu.
Toinen vaihtoehto on tässä keskustelussa mainittu superkavitoiva tai sitten tätä vähän vanhempaa perua oleva täyskavitoiva Newton-Rader tyyppinen potkuri. Näille molemmille on yhteistä että ne käyvät käytännössä imupuoli täysin kuivana - vesi kavitoi koko imupinnan alueella muodostaen yhden ison kuplan joka kattaa koko lavan pinnan. Näissä molemmissa painepuoli on kovera muodostaakseen maksimaalisen taakse työntävä vaikutuksen, ja imupuolella vallitsee siis veden höyrynpaine tuossa lämpötilassa. Tällä ei ole mitään tekemistä pintapotkurin tai ns. tuuletetun potkurin kanssa - niissä kun ei kavitointia tapahdu ollenkaan, vaan potkurin kuiva imupuoli synnytetään johtamalla potkurin etupuolelle joko ilmaa veden pinnan yläpuolelta ( pintapotkuri) tai johtamalla syvällä olevalle potkurille ilmaa tai vaikka pakokaasut erillistä putkea pitkin. Tätä taas tarvitaan jo mainitusta syystä että tämän tyyppisen potkurin pyörintävastus on sen verran suuri ettei kone jaksaisi sitä ilman tuuletusta pyörittää tarvittavalla nopeudella.
Vertailun vuoksi tuli kerran laskettua minkä kokeinen olisi Newton-Rader potkuri omaan paattiin ollut , kun ajatus oli isolohkovinkkelistä . Täyskavitoivan potkurin halkaisija olisi ollut vain 8.3" kun taas tavallisen potkurin halkaisijaksi olisi tullut 17" kun suunniteltu nopeus olisi ollut 48 kn . Mutta täyskavitoiva olisi tarvinnut lähes 4000 kierrosta tähän kun taas tavallinen vain reilut 2000.
Silloin kun täys- tai superkavitoivaa käytetään uppopotkurina tulee potkurin halkaisija hyvin pieneksi ja kierrosluku korkeaksi , tästä on suurilla nopeuksilla hyötyä koska tällöin voidaan käyttää halkaisijaltaan ohuempaa akselia ja matalampaa potkurin ripustusta , jolloin näiden aiheuttama vastus jää pienemmäksi , mutta huonoa on pienen potkurin huono hyötysuhde pienillä nopeuksilla.
Jos taas halutaan vastus minimoida, tulee potkurin akseli ja ripustukset saada pois vedestä kokonaan kuten esim. akselivetoisissa 3-pistehydroissa ( käytetään edelleen mm. varttimailin kiihdytysveneissä ja unlimeted luokan hydroissa rapakon takana) joissa vauhdissa on vedessä vain peräsinlapa ja yksi potkurin lapa kerrallaan . Tai sitten nykytyyliin nostamalla vetolaite tai perämoottori vedestä niin ylös että vedessä on käytännössä vain lapa kerrallaan. Näissä systeemeissä voidaan sitten käyttää normaalipotkurin kokoista tai jopa halkaisijaltaan isompaa koska kaikki lavat eivät ole vedessä samanaikaisesti aiheuttamassa pyörintävastusta, jolloin vastus ei kasva. Koska potkuri toimii tällöin imupuoli kuivana tuuletuksen takia, toimii tällöin parhaiten potkuri joka suunniteltu toimimaan imupuoli kuivana, esim. täyskavitoiva tai superkavitoivaksi suunniteltu. Noilla kahdella on erona lähinnä lavan profiili joka superkavitoivalla on kolmiomainen jättöreunastaan paksu, kun taas täyskavitoivassa käytetään ohutta lapaprofiilia joka on imupuoleltaan selvästi kupera. Molemmissa painepuoli kovera. Koveruutta lisätään kuppauksella joka kasvattaa samalla potkurin efektiivistä nousua.
Ns. pidon menetys ei ole kavitointia, vaan sitä että potkurin lapa osuu edellisen lavan synnyttämään tyhjään kuplaan, jolloin painepuoli ei saa "veistettäväkseen" vedestä uutta siivua vettä. Tämä ilmiö on pahimmillaan kun veneen nopeus ei ole riittävä tai sitten kurvatessa. Kun katsoo isoja off-shore kilpaveneitä niin tämän huomaa kun ne kiihdyttävä paikoiltaan , ne joutuvat usein pyrskäyttelemään useaan otteeseen että vene kiihtyisi tarvittavaan nopeuteen jossa potkurit vasta alkavat kunnolla pitää.
Eli superkavitoivia ja täyskavitoivia ja tuulettuja tai pintapotkureita tarvitaan vasta kun halutaan ajaa todella kovaa, hitaassa ajossa niistä on jo haittaa ( huono työntövoima ja hyötysuhde). Normaaleissa veneissä paras tulos saavutetaan hyvällä tavallisella potkurilla kun se on kunnolla vedessä, riittävällä lapapinnalla jolloin kavitointi voidaan mahdollisimman pitkälle välttää. Nykyiset potkurit kuitenkin toimivat hyvin vaikka konetta vähän nostettaisiinkin. Perämoottorilla on helppo kokeilemalla hakea paras asento - perävetolaitteella kannattaa keskustella osaavan myyjän tai maahantuojan kanssa.
Asiasta lisää:
David Gerr, The Propeller Handbook.
Peter DuCane: High Speed Small Craft
ja sitten alan tiiliskivijärkäleet.
Mile
-
Kinde
- Viestit: 793
- Liittynyt: 25 Marras 2003 13:43
Noiden nimien sekoittuminen keskenään käy helposti, ainakin mulla. Noissa kisahommissa tuli puhuttua Claevereista, jotka muodoiltaan muistuttavat superkavitoivaa ja Choppereista jotka taas näyttävät niiltä täyskavitoivilta. Noi kumpikin olivat ns tuuletettuja. tuuletus oli hoidettu ilmasta sillä molepia ajettiin keskiö pinnan päällä. Noita kahta lapamuodoiltaan erilasita potkuria oli vielä useita eri versioita. Oli iso- ja pikku keskiöisiä, joista isokeskiöisissä pakokaasut oli johdettu potkurin keskiön läpi ja pikkukeskiöisiä joissa pakokaasut levisi lapojen etupuolelle. Sitten oli vielä osaputkitettuja ja joissa keskiöputki oli leikattu auki imupuolelta lapojen juuresta. Sitä kavitointia esiintyy kyllä noissa molemmissa sekä cleavereissa ja choppereissa mutta painepuolella. Ilmeisesti todella ohuissa lapapaksuuksissa pääsi lavan muoto muuttumaan paineen vaikutuksesta niin että lineaarisesti kaartuvat pinnat alltoilivat niin että aaltojen rajapinnoille muodostu kavitaatio alueita. Lapapinnoissa näkyi silmin havaittavaa korroosiota.